纳米药物与制剂

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3. 延长药物的体内半衰期
通过聚合物在体内的降解速度所制备的长效、缓释纳米粒，能使 半衰期短的药物维持在一恒定水平，不但可以改善疗效、降低毒 副作用，而且可以减少患者服药次数、增加依从性，有利于高血 压、冠心病和糖尿病等疾病的治疗
生物大分子
纳米载体携带生物大分子药物能增进其吸收、稳定和靶向作用， 并可以用于口服、注射、肺吸入等多种途径 对于口服或肺吸入的多肽药物而言，改善纳米粒的粘膜黏附性质 有助于改进疗效和延长作用时间 对于基因治疗，纳米粒不仅能稳定基因片段，还能够同时包合某 些导靶片断及其他辅助成分，提高靶向性及基因进入细胞内的穿 透性或者提高由于刺激受体产生的细胞内吞作用等
Computer(H/W, S/W) Semiconductor MEMS,Telecommunication Bioinformatics Internet, Audio/Visual display Telemedicine Nano-computer Biosensor Nano-motor Biochips IT Nano-sensor BioMEMS Bioelectronics Biocomputer POC Total Analysis Technology Genomics Proteomics Molecular Biology Cell Technology Tissue Engineering
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前言
此外，另一大类药物是气溶胶喷雾类药剂，如治疗哮喘病的药物， 其颗粒大小是决定功效的关键因素，目前颗粒只达到微米级水平 据统计，1995年1.46千万美国人患有哮喘病，英国有300万人患有 哮喘病，新西兰25%的人口患有哮喘病，单在治疗哮喘病的药物开 支上，美国每年花费60亿美元（1998年） 具有一定的研究前景
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纳米囊、纳米球
纳米粒（Nanoparticle） 聚合物胶体给药系统 载体：聚乳酸、聚丙交酯-乙交酯、壳聚糖、明胶 包裹：亲水性/疏水性药物 给药途径：静脉、肌肉、皮下注射，口服
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纳米脂质体
Nanoliposomes 载体：磷脂、胆固醇、聚乙二醇等 包裹：亲水性/疏水性药物 给药途径：静脉注射、口服、外用 用亲水性材料如聚乙二醇进行表面修饰的纳米脂质体在静脉注射 后，兼具长循环和隐形或立体稳定的特点，对减少肝脏巨噬细胞 对药物的吞噬、提高药物靶向性、阻碍血液蛋白质成分与磷脂等 的结合、延长体内循环时间等具有重要作用 纳米脂质体也可作为改善生物大分子药物的口服吸收以及其他给 药途径吸收的载体，如透皮纳米柔性脂质体和胰岛素纳米脂质体 等
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前言
优势： 1. 减小粒径、控制粒径分布等可提高药物溶解性，使药 物易于吸收 2. 提高疗效 3. 生物利用度高 4. 靶向 5. 缓释 6. 长循环 7. 易于透皮吸收 8. 易于穿过血脑屏障
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前言
一般地，当颗粒小于某一尺度时，较小颗粒的溶解度大于较大颗 粒的溶解度，因此，控制药物颗粒大小就可以控制颗粒的溶解速 率 许多非水溶性的药物常做成颗粒状可控释放的口服药粒，其颗粒 大小是控制药物药理功效的关键 由于活性成分的水溶性有限，口服后在胃肠中的停留时间内，当 颗粒较大时，其活性成分的溶解和被人体吸收量很有限，部分或 大部分活性成分通过人体代谢而排出，没有得到有效利用 一方面药物功效不能充分发挥而延误治疗，另一方面造成了浪费
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前言
纳米技术（Nanotechnology）
本质：人类按照自己的意愿直接操纵原子、分子， 使其按一定的方式排布，从而制造具有特定功能新 物质的技术 被国际上公认是21世纪最具前途的科研领域 与信息技术和生物技术并列为未来经济的三大支柱
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前言
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前言
从纳米药物或药物载体的制备、优势与应用，作为医 学诊疗的辅助制剂等方面的发展来看，进展是很大并 且很快的，预示出诱人的工业化前景，以及必将为人 类健康关怀事业做出巨大贡献
纳米科技对中药现代化的推进作用也逐渐为人们所认 识，关键是如何在药物纳米化、以及发现纳米化所带 来的新效应方面还亟待有所突破
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前言
研究表明，采用逆向蒸发-超声法，并通过改变油相容积与油/水 比例，制备出了平均粒径为83nm、多分散系数0.445的胰岛素纳米 脂质体，包封率达78.5% 大鼠经灌胃给药后未能显示降血糖作用，但小肠给药后0.25h血糖 下降37.6%；0.5h血糖下降了89.3%，降血糖水平维持50%左右2h 同法给予对照的胰岛素溶液、生理盐水和空白纳米脂质体组均无 降血糖作用 可见纳米胰岛素脂质体可以保护胰岛素在小肠中的活性并促进胰 岛素的吸收
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前言
纳米药物
定义：实际上是纳米复合材料/纳米组装体系，是按照 人类意志组装合成的纳米结构系统。 基本内涵：以纳米颗粒以及他们组成的纳米丝、管和 囊为基本单元在一维、二维、三维空间组装排列成具 有纳米结构的体系 现代药学研究就是希望利用高科技手段，使药物具有 更多优点，如好的稳定性、对胃肠刺激性小、毒副作 用小、药物利用度高、可靶向给药、有缓释作用等— 而纳米药物恰恰具有这些优点 因此，将纳米技术用于药物的研究开发将是现代药学 发展的重要方向。
在表面活性剂和水等存在下直接将药物粉碎成纳米混悬剂，适 合于包括口服、注射等途径给药，以提高吸收或靶向性
通过对附加剂的选择可以得到表面性质不同的微粒，特别适合 于大剂量的难溶性药物的口服吸收和注射给药 纳米粒可以提高药物溶出度，也可以提高溶解度，还可以增加 黏附性，形成亚稳晶型或无定形以及消除粒子大小差异产生的 过饱和现象等
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4.
聚合物胶束
Polymeric micelles—新型的纳米载体 载体：合成的水溶性嵌段共聚物/接枝共聚物 聚乳酸与聚乙二醇的嵌段共聚物 壳聚糖 包裹：疏水性药物 给药途径：静脉注射

还可将难溶性药物如阿霉素、阿糖胞苷等制成微囊或包在聚合 物基质制成纳米粒，以提高生物利用度、改善疗效
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2. 靶向和定位释药
纳米粒在体内有长循环、隐形和立体稳定等特点，这些特点均 有利于增加药物的靶向性，是抗肿瘤药物、抗寄生虫药物的良 好载体
用聚山梨酯80对纳米粒进行表面修饰，能突破血脑屏障，显著 提高了药物的脑内浓度，改善了脑内实质性组织疾病和脑神经 系统疾病的治疗有效性 口服给予纳米脂质体、聚合物纳米粒，能增加其在肠道上皮细 胞的吸附，延长吸收时间，增加药物通过淋巴系统的转运和通 过肠道Payer’s区M细胞吞噬进入体内循环等
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纳米药物的作用特点和机制
使用纳米技术能使药品产生过程越来越精细，并能直接利用原子 和分子的排布制造具体特定功能的药物
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决定因素
纳米化
重要因素
制剂 工艺
纳米化
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1. 改善难溶性药物的口服吸收


过渡区域
系统
20世纪80年代 国外学者发现，当微胶囊粒径达到纳米级时，会表现出一些独特 介观 的性质
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1. 2. 3. 4. 5.
当药物粒子以纳米微囊形式存在时： 不仅能保护药物活性 降低药物毒性 提高药物生物利用度 将其注射到静脉中不会引起毛细管堵塞 而且还具有一定肝脾网状内皮系统靶向性 用于肌肉注射时，由于药粒小，对注射部位的刺激性也大大减 小 当注射到人体特定部位可是药物集中在此特定部位发挥药效 此后，纳米载药系统—药学研究热点 近20年：取得很大进展
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新型制剂技术与药物纳米化
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产生与发展、作用特点和机制 纳米药物的种类 国内外研发现状 发展前景
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产生与发展
纳米粒子（Nanoparticle）： 也叫超微颗粒，一般是指在1-100nm 之间的粒子或微小结构
原子 簇
宏观 物体
独特性质： （与大颗粒固体相比） 表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应
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前言
药物纳米化目前已出现了很好的产业前景 国际上已有许多有关药物颗粒纳米化技术的专利报道 例如，美国专利US5500224（1996年），采用油/水乳液分散法制 备技术，平均粒径为220-500nm；美国专利US5916586（1999年）， 采用聚合物共混加工技术来制备蛋白质稳定化的药物活性组分纳 米颗粒，其颗粒平均粒径为200nm以下；美国专利US4826689 （1989年），采用反溶剂沉淀法制备微米级药物颗粒，以及超临 界反溶剂法制备纳米颗粒技术等 目前的研究大部分还处于实验室研究开发阶段，只有极少的药物 已做成纳米化胶囊（数百纳米尺度的直径）作为商品出售，如美 国Nexstar公司近期商品化的脂质体纳米化胶囊药物1999年的销售 额为2000万美元
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纳米药物的种类
溶解或分散有药 物的各种纳米粒
纳 米 囊、纳 米 球 纳米脂质体
纳米载体
直接将原料药物 加工成的纳米粒
固体脂质纳米粒 聚合物胶束 简单纳米药物制剂 智能纳米药物传输系统
种类
纳米药物
纳米中药
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理想的纳米粒应具备以下性质：
1. 具有较高的载药量，＞30％ 具有较高的包封率，>80% 制备和纯化方法简便，容易放大至工业化生产 载体材料可生物降解，毒性较低或没有毒性 具有适当的粒径与粒形 具有较长的体内循环时间： 延长纳米粒在体内的循环时间，能使所载的药物在中央室的浓 度增大且时间延长，这样药物能更好地发挥全身治疗或诊断作 用 2. 增强药物在病灶靶部位的疗效，如肿瘤等病变部位的上皮细胞 处于一种渗漏状态，由于纳米粒在体内长循环，其装载的药物 进入肿瘤等病变部位的机会增多 3. 因此长循环纳米粒（long-circulating nanoparticles）降低 了药物对网状内皮系统（RES）的靶向性，实际上增加了对病变 部位的靶向性，明显改善疗效
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前言
合理设计载体的化学结构，必须考虑药物的特性和载体所具有的 动力学性质 新的化学物质常用来制备有前景的药物载体
例如，M.Saffran等人提出一种经结肠给药的体系，在这个体系中， 肽类药物用偶氮芳香环基团交联的聚合物进行输送
用这些聚合物包覆的肽类药物受到保护，而免受胃肠道中酶的降 解 由于偶氮键仅被结肠里的微生物酶切断，因而药物随后在大肠中 释放
BT
NT
Nano-material Nano-structure Nano-processing Nano-machine
Nano-Biosensor,Nano-Biology,Nano-Medicine
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前言
纳米技术在医药领域的应用：
临床诊断用纳米材料
纳米药物载体
保健品 日用化学纳米材料
纳米生物与医药技术基础
—纳米药物与制剂
熊 非 生物电子学国家重点实验室 江苏省生物材料与器件高技术重点实验室 东南大学生物科学与医学工程学院 Email:xiongfei@seu.edu.cn
前言
1 纳米（nm）= 10-9 米（m） 1 纳米（nm）= 10 埃（Angstrom）
Pharmaceutics
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固体脂质纳米粒
1. 2. 3. Solid lipid nanoparticles 载体：脂肪酸、脂肪醇、磷脂 包裹：疏水性药物 给药途径：静脉注射、口服、外用 目前类脂纳米粒作为肿瘤药物的载体研究较多，重点主要集中 于以下几个方面： 载体材料的筛选和组合，以获得适宜的释药速度 采用化学方法对纳米粒的表面进行修饰使其改性，以提高靶向 能力或改变靶向部位 优化制备工艺，以增加药物负载量、临床适用性和适合于工业 化生产 体内过程和药代动力学